Tehoa

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 26. joulukuuta 2020 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 24 muokkausta .

Tehoa
P, N
Ulottuvuus	L 2 MT -3
Yksiköt
SI	ti
GHS	erg s −1 _

Teho on skalaarinen fysikaalinen suure , joka kuvaa hetkellistä energian siirtymisnopeutta fysikaalisesta järjestelmästä toiseen sen käytön aikana ja määräytyy yleensä siirretyn energian suhteen siirtoaikaan. SI- järjestelmässä tehon yksikkö on watti, joka on yhtä suuri kuin 1 sekunnin aikana siirretyn 1 joulen energia (1 W ≡ 1 J / s), ja mikä tahansa tehon numeerinen arvo, joka ilmoitetaan missä tahansa tietolähteessä, oletusarvoisesti. , tarkoittaa juuri tällaista toista ajanjaksoa. [1] [2]

Käsitteen merkitys esimerkeissä

100 W:n hehkulamppu kuluttaa valaistustyöhönsä 100 J energiaa sekunnissa, 1 tunnin ajan - 0,1 kWh (360 000 J).

Sähkömoottori , jonka ilmoitettu teho on 1 kW työskentelyyn, pystyy välittämään 1 kJ energiaa joka sekunti pyörien, minkä pitäisi riittää nostamaan 100 kg:n kuorma 1 metrin korkeuteen 1 sekunnissa. Tässä tapauksessa tämän moottorin sähköteho on suurempi kuin 1 kW, koska sähkömoottorin hyötysuhde on aina alle 100 %, eikä kaikkea sähkötehoa voida muuntaa työksi akselilla.

Auton polttomoottori, jonka nettoteho on 100 kW (136 hv), pystyy välittämään 100 kJ energiaa joka sekunti autoon, mikä yleensä mahdollistaa nykyaikaisen henkilöauton kiihtymisen noin 200 km/h nopeuteen. Samaan aikaan moottorin tyypillä (bensiini tai diesel), sen työtilavuudella tai sen ulkoisen nopeusominaisuuden ominaisuuksilla ei ole merkitystä .

Tehoarvo 6000 MW Krasnojarskin HEPP :llä tarkoittaa, että tämä HEP pystyy tuottamaan 6000 MJ energiaa sekunnissa, mikä vastaa yllä olevan esimerkin 60 tuhannen maksimiteholla toimivan auton moottorin toiminnasta saatua energiaa. ja se, että ottamatta huomioon sähkön siirto- ja muunnoshäviöitä, mahdollistaa sähkön toimittamisen 60 miljoonalle 100 watin sähkölampulle.

Käytetty merkintä

Nykyiset ISO/IEC 80000 -sarjan kansainväliset standardit edellyttävät, että teho merkitään symbolilla P isolla kirjaimella sekä mekaniikan että sähködynamiikan kaavoissa. [3] [4] Nimityksen etymologia - joko lat. p otestas tai englannista. teho . _

Venäjänkielisessä fysiikan kirjallisuudessa mekaniikan ja hydrodynamiikan kaavoissa oleva teho voidaan merkitä symbolilla N , mutta tämän nimityksen etymologia ei ole aivan selvä.

Peruskaavat

Tehon perusmääritelmä:

P={\frac {dE}{dt))

(jossa P on teho, E on energia, t on aika).

Keskimääräisen tehoarvon määrittäminen tietyn ajanjakson aikana : $\Delta t$

P={\frac {\Delta E}{\Delta t)),

Hetkellisen tehon aikaintegraali tietyn ajanjakson aikana on yhtä suuri kuin tänä aikana siirretty kokonaisenergia:

\int _{t_{0}}^{t_{1}}Pdt=E.

Mittayksiköt

Kansainvälisessä yksikköjärjestelmässä (SI) tehon yksikkö on watti (W) , joka on yhtä joule sekunnissa (J/s) . [5]

Teoreettisessa fysiikassa , astrofysiikassa erg per sekunti (erg/s) käytetään usein tehon yksikkönä , joka on järjestelmän ulkopuolinen .

Autojen, veturien ja laivojen polttomoottoreiden yleinen tehon mittayksikkö on hevosvoimat . Kansainvälinen laillisen metrologian järjestö (OIML) kuitenkin suosituksissaan listaa hevosvoimat yhdeksi mittayksiköistä, "joka tulisi poistaa mahdollisimman pian liikkeestä siellä, missä ne ovat käytössä ja joita ei pitäisi ottaa käyttöön, jos niitä ei käytetä” [6] .

Voimayksiköiden väliset suhteet

Yksiköt	ti	kW	MW	kgf m/s	erg/s	l. Kanssa. (tavannut.)	l. Kanssa. (eng.)
1 wattia	yksi	10-3 _	10-6 _	0,102	10 7	1,36⋅10 −3	1,34⋅10 −3
1 kilowatti	10 3	yksi	10-3 _	102	10 10	1.36	1.34
1 megawatti	10 6	10 3	yksi	102⋅10 3	10 13	1,36⋅10 3	1,34⋅10 3
1 kilon voimamittari sekunnissa	9.81	9,81⋅10 −3	9,81⋅10 −6	yksi	9,81⋅107 _	1,33⋅10 −2	1,31⋅10 −2
1 erg sekunnissa	10-7 _	10-10 _	10-13 _	1,02⋅10 -8	yksi	1,36⋅10 −10	1,34⋅10 −10
1 hevosvoima (metrinen)	735,5	735,5⋅10 −3	735,5⋅10 -6	75	7,355⋅109 _	yksi	0,9863
1 hevosvoima (englanniksi)	745,7	745,7⋅10 -3	745,7⋅10 -6	76.04	7,457⋅109 _	1.014	yksi

Teho mekaniikassa

Jos voima vaikuttaa liikkuvaan kappaleeseen, tämä voima toimii. Teho tässä tapauksessa on yhtä suuri kuin voimavektorin ja sen nopeusvektorin skalaaritulo, jolla kappale liikkuu:

N={\mathbf F}\cdot {\mathbf v}=F\cdot v\cdot \cos \alpha ,

missä on voimavektori;

\mathbf {F}

\mathbf{v}

on nopeusvektori;

\alpha

on nopeus- ja voimavektorin välinen kulma;

F

on voimavektorin moduuli;

v

on nopeusvektorin moduuli.

Erityinen voimantapaus pyörivän liikkeen aikana:

N=\mathbf {M} \cdot \mathbf {\omega } ={\frac {2\pi \cdot \mathbf {M} \cdot \mathbf {n} }{60)),

missä on voimamomentti (N * m);

\mathbf {M}

\mathbf{\omega}

— kulmanopeus (rad/s);

n

— pyörimisnopeus (kierrosten lukumäärä minuutissa, rpm).

Sähköteho

Sähköteho on fysikaalinen suure, joka kuvaa sähköenergian siirtymis- tai muuntumisnopeutta .

Sähköpiirin osan hetkellinen sähköteho : $P(t)$

P(t)=I(t)\cdot U(t)\,

missä on hetkellinen virta piiriosan läpi;

Se)

U(t)

- välitön jännitys tällä alueella.

Vaihtovirtaverkkoja tutkittaessa yleistä fyysistä määritelmää vastaavan hetkellisen tehon lisäksi otetaan käyttöön myös seuraavat käsitteet:

pätöteho , joka on yhtä suuri kuin hetkellisen tehon keskiarvo ajanjakson aikana,
- välitön aktiivinen teho:

p(t)={1 \over 2}\cdot U_{m}\cdot I_{m}\cdot \cos \varphi -{1 \over 2}\cdot U_{m}\cdot I_{m }\cdot \cos \varphi \cos(2\omega t).

loisteho , joka vastaa energiaa, joka kiertää ilman häviämistä lähteestä kuluttajalle ja päinvastoin,
- välitön loisteho:

klo

\varphi >0{:}

q(t)={\frac {1}{2}}\cdot U_{m}\cdot I_{m}\cdot \sin \varphi \cdot \cos {\Bigl (}2\omega t+{ \frac {\pi }{2}}{\Bigr )},

klo

\varphi <0{:}

q(t)={\frac {1}{2}}\cdot U_{m}\cdot I_{m}\cdot \sin \varphi \cdot \cos {\Bigl (}2\omega t- {\frac {\pi }{2}}{\Bigr )}.

kokonaisteho , joka lasketaan virran ja jännitteen tehollisten arvojen tulona ottamatta huomioon vaihesiirtoa .
- hetkellinen bruttoteho:

s(t)={1 \over 2}\cdot U_{m}\cdot I_{m}\cdot \cos \varphi -{1 \over 2}\cdot U_{m}\cdot I_{m }\cdot cos{\Bigl (}2\omega t-\varphi {\Bigr )},

missä on virran amplitudi;

Olen}

{\näyttötyyli U_{m))

on jännitteen amplitudi;

\varphi

on alkujännitekulman ja alkuvirran kulman välinen kulma -

\psi _{u}

\psi _{i}

(\varphi =\psi _{u}-\psi _{i}){;}

\omega

on kulmanopeus;

t

- aika.

Sähkötehon ja säteilytehon mittauslaitteet

Wattimittarit (mukaan lukien varmetrit ) - mittauslaitteet, jotka on suunniteltu määrittämään sähkövirran tai sähkömagneettisen säteilyn teho.

Tarkoituksen ja taajuusalueen mukaan wattimittarit voidaan jakaa kolmeen luokkaan - matalataajuisiin (ja tasavirtaisiin), radiotaajuisiin ja optisiin.

Radioalueen wattimittarit jaetaan käyttötarkoituksensa mukaan kahteen tyyppiin: lähetysteho, joka sisältyy siirtojohdon katkoon, ja absorboitunut teho, joka on kytketty johdon päähän sovitettuna kuormana. Riippuen mittaustietojen toiminnallisesta muunnosmenetelmästä ja sen lähdöstä käyttäjälle, wattimittarit ovat analogisia (osoittavia ja itsetallentavia) ja digitaalisia.

Hydraulivoima

Hydraulisen koneen tai hydraulisylinterin teho on yhtä suuri kuin koneen painehäviön (paine-eron tulo- ja ulostulossa) ja nesteen virtausnopeuden tulo:

N_{H}=Q_{H}\cdot P_{H},

missä - nestevirtaus, m 3 / s ;

Q_{H}

P_{H}

- painehäviö, Pa .

Esimerkiksi NP-89D-pumpun, joka asennetaan malleihin Su-24 , Tu-134 ja Tu-154 , kapasiteetti on 55 l / min (~ 0,000917 m 3 / s) paineessa 210 kgf / cm 2 (21 MPa) [ 7] - siksi sen hydrauliteho on noin 19,25 kW.

Katso myös

Muistiinpanot

↑ Teho - artikkeli Physical Encyclopediasta
↑ Fysiikka. - S. 100. Luku 6 "Työ ja energia", § 3 "Valta".
↑ ISO 80000-4:2019 "Määrit ja yksiköt – Osa 4: Mekaniikka" Kohta 4.27 . Haettu 2. huhtikuuta 2021. Arkistoitu alkuperäisestä 1. huhtikuuta 2021. (määrätön)
↑ Fysiikka. - S. 100. Luku 6 "Työ ja energia", kohta 3 "Valta".
↑ GOST 8.417-2002. - S. 5. Lauseke 5.2 "SI-johdannaiset yksiköt", taulukko 3 "SI-johdannaiset yksiköt erityisillä nimillä ja symboleilla".
↑ OIML International Document D2. Laillistetut (virallisesti käyttöön hyväksytty) mittayksiköt. Liite B (linkki ei saatavilla) . Haettu 5. huhtikuuta 2013. Arkistoitu alkuperäisestä 14. lokakuuta 2013. (määrätön)
↑ NP-89D. Kuvaus. Tekniset tiedot. Yksiköt valmistaa OAO MMZ Znamya . Haettu 15. huhtikuuta 2018. Arkistoitu alkuperäisestä 15. huhtikuuta 2018. (määrätön)

Kirjallisuus

GOST 8.417-2002. "Valtion järjestelmä mittausten yhtenäisyyden varmistamiseksi. Arvoyksiköt" . - Moskova: Standartinform, 2002. - 39 s.
Orir J. Fysiikka, koko kurssi = Physics by Jay Orear, Cornell University / per. englannista. ja tieteellisen toimituksen Yu. G. Rudogo ja A. V. Berkov. - 2. - Moskova: "Kustantamo" KDU ", 2010. - S. 100-101. — 752 s. - ISBN 978-5-98227-366-6 .